AULA - 1 Estrutura e Função Das Proteínas

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  • 7/23/2019 AULA - 1 Estrutura e Funo Das Protenas

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    ESTRUTURA, FUNO E USO DE PROTENASNA NUTRIO ANIMAL

    Prof. Aparecido

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    PROTENA - CONCEITO

    Compostos orgnicos formados por C - H - O -N e s vezes associado a outros elementoscomo S Fe Ca P.

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    Indispensveis No so produzidos ou produzidos

    em quantidades que no atendem s

    necessidades.

    AMINOCIDOS ESSENCIAIS

    Lisina - Triptofano - Treonina - Metionina - Histidina -Arginina - Leucina - Isoleucina - Fenilalanina , Valinae Taurina

    Obs. Essenciais para aves, sunos,homem adulto, ces e gatos.

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    So essenciais do ponto de vista metablicoDispensveis na dieta so sintetizados pelosanimais

    Serina - Prolina - Hidroxiprolina - Citrulina -Glicina - Cistina - Cistena - cido glutmico,Glutamina - cido Aspartico - Aspargina -Alanina

    AMINOCIDOS NO ESSENCIAIS

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    AMINOCIDOS ESSENCIAIS EM ALGUMASSITUAES

    SO CONSIDERADOS ESSENCIAIS EM DETERMINADAS SITUAES:

    AVES EM CRESCIMENTO: ACIDO GLUTMICO E PROLINA.

    SUNOS INICIAL: CIDO GLUTMICO.

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    Quantidade de aminocidos indispensveispara espcies animais

    % DA DIETA g/diaAMINOCIDOS Pintinho Peru Poedeira Suno Homem

    adultoArginina 1,2 1,6 + 0,3 0,0Histidina 0,3 - - 0,3 0,0

    Lisina 1,0 1,5 0,5 1,1 0,8Triptofano 0,2 0,26 0,15 0,2 0,25Metionina 0,45 0,53 0,28 0,37 0,22

    Fenilalanina 0,8 - - 0,70 1,1

    leucina 1,4 - 1,2 1,2 1,1Isoleucina 0,6 0,8 0,5 0,6 0,7Valina 0,8 - - 0,6 0,8

    Treonina 0,6 - 0,45 0,6 0,5Glicina 1,0 1,0 + - 0,0

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    Aminocidos essenciais de algumas

    protenas animais

    AMINOACIDO GELATINA ALBUMINAOVO

    CASEINA CARNEBOVINA

    OVOINTEGRAL

    LEITEHUMANO

    Arginina 8,6 5,9 4,1 7,7 6,7 5,0Histidina 0,7 2,6 3,1 3,3 2,4 2,7

    Lisina 5,0 6,5 8,2 9,0 6,9 7,2Triptofano 0,0 1,2 1,2 1,4 1,6 1,9

    Fenilalanina 2,4 7,7 5,0 5,0 5,8 5,9Metionina 0,9 5,3 6,4 3,2 3,3 2,0

    Treonina 2,2 4,0 4,9 5,0 5,0 4,6Leucina 3,2 9,9 9,2 8,0 9,4 15,0Isoleucina 2,1 7,0 6,1 6,0 6,9 5,2

    Valina 2,7 8,8 7,2 5,5 7,4 5,5

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    TEORES DE PROTENAS DE ALGUMAS SEMENTES(KJELDAHL)

    Sementes % de protenasTrigo 12

    15

    Milho 79Arroz 7,59Soja 3242Amendoim 25

    28

    Gro-de-bico 2028Lentilha 2327Algodo 1721Gergilim 25Girassol 27Colza 28

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    LIGAES PEPTDICAS

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    AS PROTENAS PODEM APRESENTAR UMA OUMAIS CADEIAS PEPTDICAS

    Protena Peso molecular Numero de cadeiasHemoglobina 64.500 4

    Avidina 53.000 3

    Desidrogenase alcolica(fgado)

    84.000 2

    Hexoquinase (levedura) 102.000 4Urase 483.000 6

    Insulina bovina 5.700 2

    Lisozima (Clara de ovo) 13.900 1Mioglobina (cavalo) 16.900 1Glutamina sintetase (e. coli) 592.000 12

    Vrus mosaico do fumo 40.000.000 2.130

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    ESTRUTURA PRIMRIA DAS PROTENAS

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    Podem ocorrer interaes entre

    aminocido de uma mesma cadeiaestabilizada por pontes de hidrognio

    e dissulfeto.

    Pode ser formada uma espiral em

    alfa-hlice de passo direito, ou aindaformar a estrutura em folha beta-pregueada, como a fibrona da seda e

    protena da teia de aranha:

    ESTRUTURA SECUNDRIA DAS PROTEINAS

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    ESTRUTURA TERCIRIA

    DAS PROTENAS

    MIOGLOBINA PROTENA INTRACELULAR TRANSPORTADORA DEOXIGNIO NO MSCULO

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    ESTRUTURA TERCIRIA

    INTERAESELETROSTTICA

    PONTES DEHIDROGNIO

    INTERAES ENTRE AMINOCIDOS DISTANTES

    PONTESDISSULFETO

    INTERAESHIDROFBICAS

    INTERAESPOLARES

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    Hemoglobina

    ESTRUTURA

    QUATERNRIA DASPROTENAS

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    A desnaturao envolve mudanasnas propriedades fsicas, qumicase biolgicas das protenas, provocadas por alteraes na estrutura

    terciria e algumas vezes na estrutura secundaria.

    A reversibilidade da desnaturao pode ocorrer, mas no muitocomum, depende da intensidade e durao da ao do agentedesnaturante e da estrutura da protena.

    DESNATURAO DE PROTENAS

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    PRINCIPAIS MUDANAS QUE OCORREM COMA DESNATURAO DE PROTENAS

    1- Decrscimo na solubilidade.2- Alteraes na estrutura, sem romper a ligao

    peptdica.3-Aumento da reatividade qumica, principalmente

    dos grupos ionizveis e sulfidrina.4-Aumento da hidrlise por enzimas proteolticas

    5-Decrscimo ou perda total da atividade biolgicaoriginal.

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    BENEFCIOS DA DESNATURAO DEPROTENAS

    Para efeitos de nutrio, a desnaturao uma vantagem, pois aumenta a digestibilidadeda protena. Assim a protena do queijo eiogurte mais facilmente digerida do que a doleite.

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    ENZIMASImportantes nas diversas

    reaes do organismo

    HORMNIOS

    Insulina, Hormnio de Crescimento -

    Paratormnio, Calcitonina -Gonadotropinas

    FUNES DAS PROTENAS

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    PROTEO IMUNOLGICA, , globulina

    GERAO E TRANSMISSO DEIMPULSOS NERVOSOS

    Rodopsina

    FUNES DAS PROTENAS

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    SISTEMA DE TRANSPORTE E ARMAZENAMENTOHemoglobina e mioglobina

    transporte de O2

    Transferrina

    transporte de Fe

    Ferritina armazenamento de FeCalmodulina e calbindina

    transporte de clcio

    FUNES DAS PROTENAS

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    1- COAGULAO DO SANGUE

    Tromboplastina

    Fibrinognio

    2 - FONTE DE ENERGIADESAMINAO

    FUNES DAS PROTENAS

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    AMINOCIDO

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    Os aminocidos podem pertencer srie D ou L

    dependendo da posio do grupo amino.

    AMINOCIDO

    COOH COOH| |

    2HN-C-H H-C-NH2| |CH3 CH3

    L-alfa-alanina D-alfa-alanina

    A maioria dos aminocidos encontrados nos seres vivosso L-alfa-aminocidos. Alguns antibiticos apresentam D-aminocidos na estrutura como a gracimina e bacitracina.Os aminocidos D-alanina so encontrados em paredescelulares de bactrias.

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    AMINOCIDOS

    So conhecidos mais de 200 aminocidos, mas apenas 20 soconsiderados proticos. Sendo que 19 so alfa-aminocidos eum iminocido (prolina).

    Embora a hidroxi-prolina seja encontrada em grande quantidadeno colgeno, no considerado como proteico por que no

    existe cdon no cdigo gentico para esse aminocido.

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    AMINOCIDOS

    Alm de fazer parte das protenas os aminocidos podem apresentaroutras funes:

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    CLASSIFICAO

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    CLASSIFICAO

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    3) Segundo a polaridade do grupo REste critrio bastante interessante, pois permite caracterizaras cadeias laterais das protenas, pois so formadas pelosgrupos R dos aminocidos.

    CLASSIFICAO

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    Foi descoberto em 1820 por BRACONOT. o mais simples dosaminocidos no apresentando carbono assimtrico e, portanto, nopossui isomeria ptica. A nomenclatura glicina devida ao termo gregopara doce.

    GLICINA

    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO E APOLAR

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    Foi descoberto por SCHUTZENBERGER & BOURGEOIS (1875). encontrado emgrande quantidade na protena da seda (fibroina).

    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO E APOLAR

    ALANINA

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    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO E APOLAR

    VALINA

    Descoberto por FISCHER (1901). encontrado em quasetodas as protenas, porm no atinge 10% do total deaminocidos.

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    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO EAPOLAR

    LEUCINA

    Descoberto por PROUST em 1819. um dos poucos aminocidoslevemente solveis em gua. A nomenclatura vem do grego leucos(branco). Junto com valina e isoleucina contribui para a natureza apolardas protenas.

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    Descoberto por EHRLICH em 1904.

    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO, APOLAR

    ISOLEUCINA

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    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO E APOLAR

    METIONINA

    Foi descoberto em 1922 por MUELLER. Difere da cistena ecistina, sendo estvel durante a hidrlise das protenas.

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    IMINOCIDO NEUTRO, HETEROCICLICO EAPOLAR

    PROLINA

    Descoberto por FISCHER em 1901. o nico aminocido protico quepertence funo IMINA, os demais so alfa-amino. As protenas zena domilho e gelatina so ricas em prolina.

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    Descoberto em 1879 por SCHULZE & BARBIERI. O acmulode fenilalanina devido deficincia da enzima fenilalaninahidroxilase acarreta retardo mental em crianas

    (fenilcetonria).

    AMINOCIDO NEUTRO, AROMTICO EAPOLAR

    FENILALANINA (Phe)

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    Foi descoberto por HOPKINS & COLE em 1901. Juntamente comfenilalanina e tirosina apresenta absoro na regio do ultra-violeta (260-280 Nm). encontrado em pequenas quantidades nas protenas. o nicototalmente destrudo durante a hidrlise cida das protenas. Em plantas precursor de reguladores vegetais e em animais da amina serotonina.

    TRIPTOFANO (Trp)

    AMINOCIDO BSICO, AROMTICO E APOLAR

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    Descoberto por CRAMER em 1865. Ocorre em grande proporo nasprotenas da seda (fibrona e sericina). A serina encontrada no centroativo de algumas enzimas como a acetilcolinesterase e tripsina. Faz parteda estrutura da cefalina e na casena est esterificada com fosfato.

    SERINA (Ser)

    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO E POLARSEM CARGA

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    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO EPOLAR SEM CARGA)

    Foi o ultimo aminocido protico a ser descoberto, por Meyer& Rose em 1936.

    TREONINA

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    AMINOCIDO NEUTRO, ALIFTICO E POLARSEM CARGA

    A cistena foi descoberta por Morner em 1899. um dos mais reativosaminocidos proticos devido a natureza do grupo sulfidrila. Nas protenaspode ser polimerizado at cistina.

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    o mais antigo dos aminocidos, tendo sido isolado do aspargo em 1806por VAUQUETIN. Durante a hidrlise cida o grupo amdico da aspagina hidrolisado at amnia e assim difcil determinar as propores deasprtico e asparagina a no ser por hidrlise enzimtica.

    ASPARAGINA (Asn)

    AMINOCIDO BSICO, ALIFTICO E POLARSEM CARGA

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    Descoberto por SCHULZE em 1833. Durante a hidrlise alcalina ou cida ogrupo amdico convertido em amnia. A glutamina pode ser isolada deprotena apenas por hidrlise enzimtica. Pode ser encontrada na formalivre em tecidos vegetais e animais.

    GLUTAMINA (Gln)

    AMINOCIDO BSICO, ALIFTICO EPOLAR SEM CARGA

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    AMINOCIDO NEUTRO, AROMTICO E POLARSEM CARGA

    TIROSINA

    Descoberto por LIEBIG (1846) e BOPP (1849). pouco solvel em gua.As protenas contendo a tirosina do reao com reativo fenol. precursorpara a sntese do hormnio da tireide, a tiroxina.

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    AMINOCIDOS CIDO, ALIFTICO EPOLAR COM CARGA NEGATIVA

    ASPARTATO

    Isolado de protena por RITTHAUSEN em 1868. um aminocido bastante comum nas protenas.

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    Descoberto por DRECHSEL em 1889.

    AMINOCIDO BSICO, ALIFTICO E POLARCOM CARGA POSITIVA

    LISINA

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    AMINOCIDO BSICO, ALIFTICO EPOLAR COM CARGA POSITIVA

    Descoberto em 1895 por HEDIN. abundante nas protenas bsicahistonas e protaminas do esperma de salmo e arenque podendo alcanarat 80% do total de aminocidos. Em plantas, parece funcionar comoreserva de nitrognio durante a queda das folhas no inverno. Na aranhaaparece como fosfoarginina, composto de reserva de energia nos

    msculos.

    ARGININA

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    AMINOCIDO BSICO, HETEROCICLICO EPOLAR COM CARGA POSITIVA

    Foi descoberto por KOSSEL & HEIDIN em 1896. A histidinaocorre em pequenas quantidades nas protenas exceto nahemoglobina, histonas e protaminas. O grupo imidazol

    tambm bsico.

    HISTIDINA

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    IMINOCIDO

    NO H CODON PARA HIDROXIPROLINA, PORTANTO NO CONSIDERADO COMOAMINOCIDO.

    A hidroxiprolina derivada do aminocido prolina e utilizada quaseexclusivamente em protenas estruturais, como o colgeno, tecidos conectivos emanimais, e nas paredes celulares de vegetais.

    HIDROXIPROLINA

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    AMINOCIDO NO PROTEICOALGUNS EXEMPLOS

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    Isolado no farelo de soja. Inibe crescimento demicroorganismos provavelmente devido asemelhana com arginina.

    CANAVANINA

    H2NCNHOCH2CH2CHCOOH// |

    NH NH2

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    FELININA

    Isolado na urina do gato. O animal excretacerca de 120 mg/dia.

    CH3|

    HOCH2CH2CSCH2CHCOOH| |

    CH3 NH2

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    CIDO CISTEICO

    Encontrado na l.

    CH2CHCOOH

    | |SO3H NH2

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    Aliina

    Encontrado no leo do alho.

    H2C = CHCH2SCH2CH - COOH

    // |O NH2

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    Ornitina

    Intermedirio do ciclo da uria.

    H2NCH2CH2CH2CHCOOH

    |NH2

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    Citrulina

    HNCH2CH2CH2CHCOOH| |

    C = O NH2

    |NH2

    Intermedirio do ciclo da uria.

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    AMINOCIDO TXICO

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    Mimosina

    A ingesto de grandes quantidades do aminocido afeta ocrescimento de ruminantes .

    Esse efeito explicado pela baixa produo de tiroxina devido ao fato debactrias do rmen converterem mimosina para 3,4-dihidroxipiridina, que

    age como fator goitrognico.

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    3,4 Dihidroxifenilalanina (dopa)

    Est presente em altas concentraes nas sementes de Vicia fava, trigo eaveia. O consumo de Vicia favaest associado com o favismo.

    Pessoas deficientes em glucose-6 P desidrogenase so suscetveis aofavismo, doena caracterizada por anemia hemoltica.

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    Selenocistena

    Presente em muitas enzimas. codificada pelo cdon UGA(sinalizao especial). Possui um tRNA especfico.

    Aminocido polar sem carga

    Selenoaminocidos

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    Selenometionina

    Aminocido apolar

    No sintetizado por animais superiores, mas sim por plantas.

    Selenoaminocidos